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Baterías de litio, aplicaciones

Aplicaciones y ventajas de las baterías de iones de litioLas baterías de litio están de moda. Y se debe principalmente a la cantidad de aplicaciones que tienen. Desde la pequeña batería de tu smartphone hasta las sofisticadas y grandes baterías de los coches eléctricos. Por ello las baterías de iones de litio han encontrado muchos adeptos.

¿Por qué este tipo de baterías son tan eficientes? Lo primero es fijarse en la composición estructural de estas baterías.

¿Qué es la batería de iones de litio y qué hay dentro? Composición de las baterías de litio

Estas baterías están formadas por cuatro componentes: ánodo, cátodo, electrolito y separador. Desde la pequeña batería de iones de litio que alimenta a tu pulsera inteligente hasta las baterías de iones de litio que alimentan al coche eléctrico... estos son los componentes comunes.

El metal litio forma el cátodo y son las reacciones químicas del litio al entrar en contacto con el electrolito las que hacen que estas baterías sean características. Sin embargo, es importante señalar que el litio es un elemento muy inestable cuando se utiliza dentro del aparato de una batería. Por lo tanto, para fines prácticos se utiliza como cátodo una combinación de litio y oxígeno, llamada óxido de litio. Esto se debe a que el óxido de litio es un compuesto mucho más estable que el litio elemental.

El cátodo desempeña un papel muy importante en la determinación de las características de la batería. Tanto la capacidad como el voltaje de la pila vienen determinados por el tipo de material activo que recubre el cátodo. El material activo, en este caso, contiene iones de litio.

Cuanto mayor sea el número de iones, mayor será la capacidad; y cuanto mayor sea la diferencia de potencial entre el cátodo y el ánodo, mayor será el voltaje.

Una batería de iones de litio utiliza un 'separador' para separar el cátodo del ánodo porque, de lo contrario, no sólo no habrá corriente, sino que la seguridad de todo el sistema se vería comprometida.

Aplicaciones de las baterías de iones de litio

Las baterías de iones de litio están disponibles en todas las formas y tamaños. Esto las convierte en la opción perfecta para las necesidades de energía, independientemente del tamaño del sistema. Además ofrecen soluciones energéticas desde el almacenamiento de energía hasta soluciones energéticas portátiles.

Algunas de las aplicaciones más comunes de las baterías de litio son:

  • Sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI), en inglés uninterruptible power supply (UPS)

  • Móviles, ordenadores portátiles y otros bienes electrónicos de consumo de uso común

  • Movilidad eléctrica

Ventajas de las baterías de iones de litio

Alta densidad de energía: Una de las mayores ventajas es su alta densidad de energía. Las baterías de iones de litio pueden durar mucho más tiempo entre cargas, manteniendo al mismo tiempo una alta salida de corriente. Esto la convierte en la batería perfecta para la mayoría de las necesidades modernas.

Como cada vez pasamos más tiempo con nuestros teléfonos móviles, las baterías de iones de litio pueden garantizar que estemos siempre en movimiento y pasemos el mínimo tiempo atados a un cable de carga.

Baja autodescarga: No sólo mientras se usan, sino que las baterías de iones de litio tienen una clara ventaja también cuando no se usan. Cuando se mantienen en reposo, la tasa de autodescarga (un fenómeno común en las baterías) es extremadamente baja.

Mantenimiento bajo o mínimo: Las baterías de iones de litio son populares también por su bajo mantenimiento.

… y algunas desventajas o, al menos, consejos a tener en cuenta:

Inflamables: Las baterías de iones de litio pueden incendiarse con facilidad ante temperaturas extremas. Por ello, necesitan buena protección. Hay que protegerlas de las altas temperaturas.

Coste: Aunque son una maravilla tecnológica, tienen un coste. Las baterías de iones de litio suelen ser considerablemente más caras que sus homólogas.

¿Cuál es la diferencia entre baterías de Li-Ion y Li-Po?

La diferencia más significativa entre las baterías Li-Ion y Li-Po es el electrolito entre los electrodos positivos y negativos. En las baterías Li-Po el electrolito no es un líquido.

En vez de eso, utiliza una de las siguientes formas: un sólido seco, que ha caído en desuso; un químico poroso; o un electrolito similar al gel. El más popular de estos es el último (el gel), que es el tipo de batería que encontrarás en ordenadores portátiles más recientes y en los coches eléctricos.

 

Li-Ion

Li-Po

LiFEPO4

Ventajas

Alta densidad de energía
No tiene efecto memoria
Menores costos

Robusta y flexible
Dimensiones reducidas
Menos probabilidades de que el electrolito se derrame

Soporta mayores temperaturas
Tiempo de vida prolongado

Desventajas

Inflamable en temperaturas extremas
Con el tiempo pierde sus propiedades

Coste más alto
Almacena menos potencia
Tiempo de vida más corto

Mayor coste


Futuro de las baterías de litio

Las baterías de iones de litio se hicieron populares cuando Tesla lanzó su Modelo S.

La tecnología de estas baterías puede ser la piedra angular de la transición energética, facilitando la descarbonización del sector del transporte y proporcionando un gran respaldo para la generación intermitente de energía solar y eólica.

Baterías LiFEPO4

En la actualidad se producen baterías de litio con cátodos todavía más eficientes. Como el cobalto es un elemento químico caro y relativamente escaso, el óxido de cobalto-litio se ha sustituido por el de fosfato de hierro-litio (baterías LiFePO4) haciéndolas más baratas de producir.

La investigación actual en baterías de ion-litio se fundamenta en mejorar su eficiencia y el número de ciclos de carga y descarga que pueden soportar. Se está experimentando con baterías de dióxido de carbono y litio, aunque hay expertos que aseguran que el futuro estará en el litio-grafeno.

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